梅健
(吉林廣播電視臺 吉林長春 130000)
現階段,國內廣播電視工程發展速度不斷加快,為切實保障廣播電視工程內電力系統安全穩定運行,還需要著重關注接地技術的使用,在保護電力設備的同時,控制電磁波對廣播電視工程造成的不利影響,使廣播電視信號的傳輸更加平穩可靠。
接地技術主要就是將電力系統中的中性點與電氣設備的外漏部分、裝置外導電部位利用導體與大地連接,具體可分為工作接地、防雷接地、保護接地3 種形式。不同接地技術的應用效果不同,需要結合具體電力系統運行特征,選擇適宜的接地手段。針對廣播電視工程,發電機及變壓器的中性點會與電網直接連接,保護電力設備安全運行,將人員觸電事故的發生概率控制在最低的范圍之內[1]。
電子設備中的接地有兩種含義:第一種是連接大地,將大地作為零電位,使電子設備的金屬外殼、電路基準線與大地連接在一起,保護設備及人員安全;第二種是系統基準地。在弱電系統中的接地需要提高系統穩定性、屏蔽保護性,實現系統電磁兼容目標,接地點通常為信號地。
接地技術內主要涉及接地、接地體、接地線、接地裝置及接地電阻概念。出于功能及保護作用,將電力系統或電力裝置的某部分,經接地線連接到接地極的過程被稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導體或導體組被稱為接地體,連接電氣設備及接地部分的金屬導體被稱之為接地線,接地體與接地線被統稱作接地裝置。
在接地裝置運行環節,可以將電力設備及生產設備中的漏電流及靜電負荷、雷電電流等引入到地下,從而避免觸電事故及電力系統運行環節的火災及爆炸現象出現。
接地電氣設備接觸接地裝置及大地的電阻被稱為接地電阻。接地電阻由電氣設備、接地線接觸電阻、接地線自身電阻、接地體電阻、接地體及大地接觸電阻、大地自身電阻組成[2]。
接地技術就是借助外漏裝置,將電氣、電子機械設備連接在一起,使其能夠與地面緊密連接,具有顯著的中性點特征。從功能角度分析,接地技術可分為保護接地技術、工作接地技術、防雷接地技術及屏蔽接地技術4種類型。
保護接地技術主要就是在機柜、操作臺管理環節,將電力設備與地面連接在一起,防止電力設備出現漏電問題。保護接地手段應用范圍廣闊,如110kV、220kV、380kV等強電型電力系統均可使用保護接地技術。在設備主機電源發生故障問題的情況下,供電火線及金屬外殼可作為帶電體結構。
例如,廣播電視工程內接地系統無法滿足導電性要求,帶電體與地面之間會形成電位差,人體與其接觸時會生成通電路徑,進而引發觸電事故。因此,廣播電視工程電力系統設計環節,需要著重將電力機械設備與地面聯系在一起,充分發揮出接地裝置的保護作用,確保電力系統始終處于安全可靠的運行狀態下。
廣播電視工程內機械設備運行環節,設備與地面之間應當安裝儀器儀表,對接地系統各參數數值展開全過程、全方位測量,實現邏輯信號分析功能,屏蔽接地回路信號。工作接地系統運行環節,主機電流處于計算機系統內,可設置5V電源輸出點對主機電流進行處理[3],開展高效的電平邏輯管理工作。在發送變送器信號后,可以與回路接地生成模擬信號,有效連接接地系統。接地系統運行時,會受副端接地系統的影響而出現機械設備故障問題,無法將基準點與地面有效連接,進而出現電磁干擾現象,嚴重影響到系統實際運行效果。因此,在當前廣播電視工程建設環節,需要著重關注工作接地系統的應用,進一步提高工作接地系統運行水平。
防雷接地裝置能夠使雷擊時產生的電流順利導入到大地中,避免電力設備及建筑物出現嚴重損害問題。在廣播電視工程電氣設備運行過程中,巨大的雷擊電流會使設備結構嚴重損害,系統維護成本顯著增長,因此,需要合理安裝防雷系統,增強防雷效果。由于廣播電視工程涉及的電力設備多為低壓設備,還需要著重關注防雷接地系統的應用效果[4],對雷擊問題進行及時有效隔離,開發出具備較高性能的防雷接地裝置,確保工程內電力設備始終處于安全運行狀態。
屏蔽接地適用于復雜的電磁環境,其主要運行目標為防止廣播電視工程內電子設備在各類磁場的影響下出現異常運行問題。在屏蔽接地裝置運行過程中,可以針對不同電磁干擾環節的輻射性耦合情況,利用金屬殼、金屬合集金屬板等方式,將電磁場限制在有限空間內,使外界電磁場實現有效隔離。屏蔽接地工作可用于控制回路、組件、元件的電磁感應干擾,改善接地裝置運行環境,防止干擾電源受到破壞作用影響。
接地技術最初引入原因主要是防止電力或電子設備遭遇雷擊,將雷電產生的雷擊電流利用避雷針引入到大地中,以起到保護電力系統及建筑物的作用;同時,接地技術也是保障人身安全的重要手段。在由于絕緣線不良、線路老化等因素而導致相線與設備外殼觸碰時設備外殼會產出較大電壓,引發觸電事故。通過接地方式,設備外殼生成的故障電流會經由PE線流向大地[5],從而起到保護作用。
現階段,電子通信及數字領域發展速度不斷加快,接地系統也應在原有防雷及安全作用的基礎上進行不斷優化。比如,在廣播電視工程通信系統中,電力設備的信號互聯較為復雜,需要設備中設有一個基準地作為信號參考地。在廣播電視工程內部電子設備結構日漸復雜的背景下,信號傳播頻率日漸提升,在接地系統設計環節也需要著重關注信號之間的電磁兼容性,防止接地裝置對電力系統運行期間的安全性及穩定性造成不利影響。
廣播電視工程電力設備經常會出現信號串擾、噪聲或計算機異常運行問題,造成此些現象的原因與接地管理不當、接地不良存在密切關聯。接地系統的可靠性可直接影響到廣播電視工作開展質量,因此,需要加強接地環節管控力度,完善專項可行的接地工作管理機制。
隨著社會經濟發展速度日漸加快,群眾對廣播電視工程建設質量及后期運行水平提出了更高要求。廣播電視工程內電力系統復雜性不斷提升,使電力系統的運維工作難度進一步增大。由于電氣設備本身并不具備防雷及抗干擾功能,需要額外設計出功能完善的接地裝置,保障廣播電視設備安全穩定運行[6]。
廣播電視工程中的電氣及電子設備數量眾多,操作流程較為復雜,經常會出現各類安全事故問題,嚴重影響到設備運行期間的安全性能。因此,在廣播電視工程設計工程中,應當切實保障接地系統運行環節的可靠性,充分發揮出接地設備的保護功能,切實保障廣播電視行業生產經營建設期間的綜合效益。具體而言,廣播電視工程對接地技術的應用要求主要體現在以下幾個方面。
(1)廣播電視工程電氣系統運行時,需要保障接地點位的穩定性能,做好接地系統定期檢測工作,避免接地系統受外界環境因素干擾而出現無法正常運行問題,確保接地系統運行功能預期目標相符。
(2)接地系統設計環節需要選擇適宜的接地裝置規格,切實保障接地點的合理性,防止接地系統受外界因素干擾作用影響。
(3)防雷接地系統中的電阻值應當符合相關規范,當電流通過時的電阻量控制在合理范圍之內,分析電力系統工作類型及接地效果,從根本上提升電力系統接地水平[7]。
廣播電視工程實際建設環節應當著重關注接地技術的合理應用,了解各類電力設備運行特征及要求。針對不同電力設備運行狀態,對接地系統進行統一的管理及分析。為使廣播電視工程能夠與社會現代化發展趨勢相符,工程內電力結構復雜性能更為顯著,分析現有系統運行環節的不足之處,制訂出專項可行的電力系統接地技術方案。
針對較為復雜的廣播電視工程電力系統,需要采用合理方式滿足信號源、接地系統的次序設計要求,有針對性地選擇接地技術方案。在設計安全區域時,應當以減少電磁場的干擾量為目標,有效控制電磁信號干擾,需要增大接地電阻控制值。在模擬及數字區域設計時,接地系統還需要制訂出專項可行的建設方案。合理安裝接地保護結構,確保公共母線始終處于安全運行狀態,避免電磁干擾作用對廣播電視信號傳輸效果造成不利影響。
在接地系統建設環節,應當以增強電力設備接地效果,滿足接地保護系統運行功能要求為主。在接地裝置運行時,需要注意接地裝置操作期間的合規性。舉例而言,在處理信號接地母線時,應當建立設備機柜與地面之間的關系,根據不同信號種類,選擇機柜外殼信號屏蔽方式。同時,在信號接地母線設計工作開展時,還可以將信號接地母線及接地螺栓連接在一起,保護電力設備安全運行。建設接地裝置,還需要根據接地母線電阻值的具體情況分析,合理調整母線結構,增強信號屏蔽水平。
接地技術現已成為廣播電視工程建設要點,接地效果可直接影響到廣播電視工程電力設備安全運行水平。在實際應用接地技術應用過程中,相關工作人員需要著重關注以下要點。
(1)要求接地系統建設工作應當嚴格遵守國家及廣播電視行業頒布的規范標準,結合當地地理環境及氣候特征,選擇適宜的接地材料與接地方式。同時,在工程接地項目驗收時,還需要對接地電阻進行準確檢測,對比分析電阻值與標準電阻值的誤差,切實優化接地系統內部結構。
(2)針對廣播電視工程機房接地環節,需要采用拓撲接地方式,如星型或樹型接地等。結合工程運行要求,適當縮短接地系統地線長度,降低系統阻抗率,選擇截面積較大的接地線,使用正方形或矩形截面形式。針對頻率較高的線路機房,如發射機房、微波機房或衛星發生機房等,可選擇網型多點接地手段,如平面網結構。
(3)在工藝設備及電源系統接地時,需要按照技術規范要求,在工藝機房內選擇專用工藝地線,不得使用電源地線。
(4)多系統接地環節還需要選擇適宜的接地技術手段。例如,在一個機房、機柜中包含種類復雜的電力設備,地線種類及數量也會較多,數字地線、模擬地線與機柜外殼地線交叉在一起,需要接地系統實際運行情況,制定適宜的接地技術方案。依照相互并行方式敷設接地母線,針對不同機柜均單獨將接地線引入到接地母線中,不可在多機柜接地情況下使用串聯連接方式。在接地端子板中,不同端子對應的接地母線不同,還需要將接地母線與接地端子進行分別連接,要求接地母線及安裝固件均應進行絕緣處理。
(5)在廣播電視工程電力設備接地工作開展期間,還需要采用地線將設備連接到接地母線處,地線形式為單相三極插座。使用專用接地端子與接地母線連接。設備不可采用零線接地,也不能夠通過屏蔽層接地。同時,采用安裝機柜的方式,將設備與地面接地也會直接影響接地效果,需要相關工作人員選擇適宜的接地技術手段。
(6)在接地系統電阻值測量環節,需要合理設置接地周期。接地電阻值可直接影響到廣播電視工程實際接地效果,需要著重在接地系統設計與運行環節做好電阻值測量工作。針對供電機房接地設備,需每年檢測1次。發電機及變壓器接地設備需要每兩年檢測1次;外線及開關柜的避雷裝置需要每兩年檢測1次;建筑物及天線避雷裝置應當每五年檢測1次。如使用聯合接地手段的情況下,還需要酌情縮短檢測周期,使接地系統運行期間的故障問題能夠得到及時解決。不僅如此,電阻值測量期間還需要綜合環境因素,所在地區的土壤較為干燥,接地電阻值相對較大,合理設置電阻檢測標準。
(7)做好廣播電視工程接地技術應用環節的安全管理工作。由于接地系統中的安全隱患問題存在一定的突發性及復雜性特征,還需要加強安全管控力度,建立起完善合理的管理體系,借助嚴格的接地技術應用約束與管控方式,增強接地系統運行水平,充分發揮出接地技術在保障廣播電視工程安全穩定發展建設的積極作用。
總而言之,通過將接地技術高效應用在廣播電視工程實際運行過程中,能夠從根本上保障廣播電視電力系統及電氣設備的運行安全性,優化設備運行效率,切實保障廣播電視工程信號傳輸質量,增強音頻、視頻清晰度,滿足用戶對廣播電視信號傳輸水平提出的更高要求。通過分析廣播電視工程中接地技術應用要點,發現在接地操作期間應當具體結合廣播電視工程運行要求及特征,選擇適宜的接地技術手段。相關接地技術人員也需要積極投入新理論知識及專業技能的學習環節,確保接地技術能夠充分發揮出應有應用效果。